المحتوى
- ما هي تقنية النانو؟
- تكنولوجيا النانو في مجال تكنولوجيا المعلومات
- المستقبل الكبير
- No Bugs، No Stress - دليلك خطوة بخطوة لإنشاء برامج لتغيير الحياة دون تدمير حياتك
المصدر: Demango23 / Dreamstime
يبعد:
إذا كنت تتساءل عن تكنولوجيا النانو ، فإن الواقع يصبح أفضل من الخيال.
لأكثر من عدد قليل من الناس ، فإن تكنولوجيا النانو لها نبرة مشؤومة بطبيعتها. بعد كل شيء ، لن ينسى قُرَّاء العلم المتحمسون قريباً النانو نانو الخارج عن السيطرة في رواية مايكل كرايتون الأكثر مبيعًا لعام 2002 ، "بري". ولكن بعد أكثر من عقد من الزمان ، لا تزال تقنية النانو موضوعًا ساخنًا في مختبرات الأبحاث في جميع أنحاء العالم ، ولا يبدو أنها خطرة تمامًا ، أو شبه مقصورة على فئة معينة ، كما كانت في السابق. في هذه الأيام ، تجري أبحاث تقنية النانو في العديد من المجالات المختلفة ، من التصنيع إلى الرعاية الصحية ، وتلعب دورًا في العديد من أنواع الهندسة المختلفة. ولكن مثل العديد من الكلمات الطنانة ، فإن الكثير من الناس على دراية بالتكنولوجيا النانوية دون معرفة ما يعنيه حقًا ، أو كيف من المحتمل أن تؤثر التطورات في تكنولوجيا النانو على بقية القرن الحادي والعشرين. لنلقي نظرة على الخطوات الكبيرة التي تقوم بها هذه التقنية الصغيرة في عالم تكنولوجيا المعلومات.
ما هي تقنية النانو؟
واحدة من الخطوات الأولى لفهم هذا النوع من العلوم هي معرفة أي نوع من نطاق تكنولوجيا النانو النطاق يعالج. هناك طريقتان رئيسيتان للقيام بذلك - الطريقة الأولى والمزيد من التقنية أبسط قليلاً - يبلغ حجم النانومتر ، باعتباره الوحدة الأساسية للحجم ، المليار من المتر. بمعنى آخر ، اقسم حجم رأس الدبوس بحوالي مليون وتحصل على نانومتر.
التكنولوجيا النانوية ، إذن ، هي في الأساس تصميم على مقياس ذري. أو تقريبا. في حين أن المقياس الذري أصغر إلى حد ما من مقياس النانو ، إلا أن هناك قدرًا كبيرًا من التشابه بين أحجام مواد النانو وأحجام الجزيئات التي تحدث بشكل طبيعي. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كنت تفكر في الطريقة التي تتجمع بها الذرات لإنتاج شيء ما على نطاق واسع ، فمن المنطقي للغاية في شرح كيف تستخدم الصناعات الحديثة المنشآت المجهرية لإنشاء منتجات وإجراء البحوث.
تكنولوجيا النانو في مجال تكنولوجيا المعلومات
إذن ما الفائدة من صنع شيء صغير جدًا؟ الجواب هو أنه في حالة وصولك إلى لبنات البناء الصغيرة لأي شيء ، يمكنك هندسة مواد أقوى أو أكثر متانة أو حماية أو طلاء أفضل أو أنواع أخرى من التحسينات. وهذا يعني تغييرات كبيرة في جميع أنواع التصنيع ، بما في ذلك المواد الغذائية ومستحضرات التجميل وأجهزة الملابس والرعاية الصحية ، وبالطبع ، الإلكترونيات. ولهذا السبب ربما لم تتأثر أي منطقة علمية باكتشافات تكنولوجيا النانو أكثر من مجال تكنولوجيا المعلومات ، حيث يعمل التصميم النانوي على تحديث معايير المعالجات والأجهزة بسرعة.
كارولين روس هي الرئيس المشارك لقسم علوم وهندسة المواد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يتعامل الكثير من عملها مع العديد من الطرق الجديدة لإنشاء أجهزة أصغر ، حيث يمكن للهندسة النانوية دفع التحسينات في كل من تخزين البيانات والتطبيقات المنطقية.وتقول إن أكبر إمكانات النانو تكمن في "توسيع نطاق ووظائف" الأجهزة.
في وصف كيفية استخدام تقنية النانو في التجميع ، يشير روس إلى الأجهزة الإلكترونية الدقيقة المبنية أساسًا على مقياس النانو. بعض الأمثلة؟ يوضح روس أن طول قناة الترانزستورات في المعالجات الدقيقة عادة ما يكون من 20 إلى 30 نانومتر ، ويتم توزيع أكثر الميزات كثافةً في رقائق الذاكرة على مسافة مماثلة ، في حين يتم قياس سمك طبقات المواد المختلفة أيضًا على مقياس النانو. يوفر هذا رؤية واضحة تمامًا لمدى صغر حجم هذه الأنظمة - وما الذي يمكن تحقيقه بجعلها أصغر حجمًا.
يتم صنع هذه الذكريات والمعالجات الدقيقة باستخدام الطباعة النانوية ، والتي تشكل الأشكال والبنى المطلوبة لتصنيع أجهزة النانو. تتيح هذه العملية للمهندسين ترتيب أنماط على الركيزة لإنشاء أجهزة الحالة الصلبة لتخزين البيانات والمنطق وأجهزة الاستشعار وغيرها من الوظائف. يقول روس إن الطريقة الشائعة التي يطلق عليها الطباعة الحجرية الضوئية هي معيار الصناعة ، لكنها فعالة فقط بمقياس يبلغ حوالي 25 نانومتر وما فوق. يمكن إجراء الطباعة النانومترية الأصغر باستخدام عملية تسمى الطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون ، لكن روس وصف هذه الطريقة بأنها بطيئة ومكلفة نسبيًا. بدلاً من ذلك ، تبحث روس في التجميع الذاتي لمواد البوليمر النانوية ، والتي قالت إنها يمكن أن تكون فعالة في نطاق 10 نانومتر ، وقد تصبح أفضل طريقة جديدة لهندسة هذه الأجهزة الصغيرة.
المستقبل الكبير
في حين أنه من الواضح أن تطبيقات تكنولوجيا النانو لها إمكانات كبيرة في مجال تكنولوجيا المعلومات وما وراءها ، إلا أن سلامة هذه الأساليب لا تزال في الجو. يزعم العديد من الخبراء أن تقنية النانو هي طريقة آمنة يمكن السيطرة عليها للابتكار ، لكن التقارير تظهر أن إدارة الغذاء والدواء تدرس أن هندسة النانو في بعض المنتجات الاستهلاكية قد تشكل مخاطر صحية خطيرة.
No Bugs، No Stress - دليلك خطوة بخطوة لإنشاء برامج لتغيير الحياة دون تدمير حياتك
لا يمكنك تحسين مهارات البرمجة لديك عندما لا يهتم أحد بجودة البرنامج.
في النهاية ، يوضح استخدام التكنولوجيا النانوية اليوم أنه بينما يواصل العلماء البحث في النتائج المحتملة ، فإننا نعرف الكثير عن هذا النوع من العلوم أكثر مما كنا نعرفه منذ 10 سنوات.
وتذكر: كان العالم مرعوبًا إلى حد كبير بسبب القوة غير المرئية للكهرباء. لقد اعتدنا منذ ذلك الحين على وجوده في كل مكان حولنا - وحتى داخلنا. وينطبق الشيء نفسه على الأرجح لتكنولوجيا النانو. حقيقة أنها صغيرة جدًا تهمنا ، ولكن أيضًا ما يمنحها هذه الإمكانات الكبيرة.